專利名稱：光電太陽能電池和太陽能模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電太陽能電池，它包括一個上部電極、一個具有光散射和/或光反射性質(zhì)的層、一個下部電極。使用這種具有散射和/或反射性質(zhì)的層的類型的太陽能電池被集成在一個基于這些電池而建立的太陽能模塊里。
這里太陽能模塊尤其指多個太陽能電池彼此電串聯(lián)的一種組合。
光電太陽能電池的一個公知的問題就是入射光的利用率不高。尤其是在所述的薄膜的現(xiàn)代太陽能電池里， (例如在這些太陽能電池里，吸收層是由結(jié)晶硅或非結(jié)晶硅或含有硅的物質(zhì)組成)，所述的吸光和把光轉(zhuǎn)變成電能的功能層的厚度可以是等于甚至小于入射光在空氣中的波長。在特別的情況下，層的厚度部分地小于入射光在吸收層里平均穿透深度，這些吸收層又分別地是功能層。在這些限制條件下在入射光里包含的能量在所有情況下也只不充分地被吸收，在直接照射下(垂直地)。這些太陽能電池的光的各自使用效率因此是不足的，在沒有其它措施情況下，對回答一種有效和經(jīng)濟(jì)的電力生產(chǎn)的目前需要和要求來說。
同樣，一些傳統(tǒng)的太陽能電池，也就是說是用一些硅晶片制成的，分別地是一些硅制太陽能電池例如用大于1至2微米的厚度，這些太陽能電池可以用一種光陷阱技術(shù)被改善，如同例如用一些有一定結(jié)構(gòu)的表面和一些能很好地反射光線的后部面或下部面，以便盡可能地利用入射光，來產(chǎn)生電流。
所謂晶片，是指一些用來做基片的結(jié)晶硅薄片以便制造太陽能電池。
通常，所述的太陽能電池(薄膜的)包括多個層也就是，一個透明的上部電極，它應(yīng)該讓入射光通過，一個吸收層，它吸光并把光轉(zhuǎn)變成電能，和一個下部第二電極(最經(jīng)常地是金屬的)，它不應(yīng)該是透明的，并且可能因此比較厚表面電阻很小。依據(jù)本發(fā)明的見解，一個電極被稱作“上部的”與一個被稱作“下部的”電極相對，當(dāng)“上部”電極最接近首先被光線通過的基片時。
對于所述的硅晶片太陽能電池來說，它們本質(zhì)上是自支承的，并且是裝設(shè)置有柵極(例如印刷的)在光的入射面上。然而它們最經(jīng)常地也被裝配在一些大面積的基片上，對于所預(yù)料的使用來說例如被插在兩個玻璃片之間。
以一種完全普通的方式，所述的薄膜太陽能電池被建造在一些堅(jiān)硬的或柔軟的基片上面。它們的電極最經(jīng)常地是一些平板電極。如果有必要在后面還有一個機(jī)械覆蓋層；有時太陽能電池被容納在例如一些絕緣玻璃里。
基片被稱作“上層”當(dāng)安裝成太陽能模塊的狀況下它轉(zhuǎn)向太陽和當(dāng)它因此處于太陽和所述的吸收層之間時。一個上層因此應(yīng)該是透明的，而沉積層系列一般在一個上層的情況下是(i)上部電極，(ii)半導(dǎo)體(吸收光的)，(iii)下部電極。一個“真正的”基片可能與上層相反是不透明的，而沉積層系列一般從基片出發(fā)是(i)下部電極，(ii)半導(dǎo)體(吸收光的)，(iii)上部電極。
關(guān)于所述的平板電極，可能是由多個層組成的。因此，下部電極可以包括一個TCO三明治(已摻雜的)(“透明導(dǎo)電氧化物”例如ZnO:Al，ITO，SnO2)和一種金屬如銀或鋁的三明治；上部電極可能包括一個安置在一些電絕緣抗反射層之間的金屬層和/或也由TCO(透明導(dǎo)電氧化物)組成。
為了改進(jìn)光在太陽能電池里的使用的解決方法在于一方面減小光在外表面上的反射。為此，一方面要在光的入射面上對表面進(jìn)行抗反射處理，為此處理工作可以沉積一些抗反射覆蓋層和/或在表面上形成一些微結(jié)構(gòu)。上述所述的微結(jié)構(gòu)同樣可以折射光線，并以平角，或甚至以漫射的方式引導(dǎo)這個光線到吸收層里。另一個有名的措施在于生產(chǎn)太陽能的透明的上部電極(在這些電極上直接接連著所述的吸收層)故意地帶有一個粗糙的表面，以便光線被散射，當(dāng)它通過在吸收層里的電極層的時候。
通過這些措施，力圖提高每條光線穿過吸收層的內(nèi)部所走的路程。
最后，光的使用率也可以通過穿過了吸收層的光的量的后向反射而被改進(jìn)。(由于它的厚度不大而部分地透明)。為此目的可以使用所述的金屬電極(并且是不透明的)，一般地把它安放在位于入射光對面的太陽能電池的面上。
盡管所有這些措施，由薄膜太陽能電池產(chǎn)生的電流仍然還比用相對比較厚的硅晶片太陽能電池產(chǎn)生的電流弱。雖然應(yīng)該考慮下列事實(shí)，即這些硅晶片太陽能電池總是產(chǎn)生比所述的薄膜太陽能電池更多的電流，但是由所述的薄膜太陽能電池(比例便宜)提供的特別弱的電流能夠得出結(jié)論是還存在一種改進(jìn)的潛力。然而，在太陽能電池里粗糙表面的出現(xiàn)總是在對于光的光學(xué)最佳化和太陽能電池的純電學(xué)特性的最佳化之間構(gòu)成一種妥協(xié)?？梢杂脤?shí)驗(yàn)驗(yàn)證在所述的電極和吸收層之間的所述的分界面里粗糙的表面傾向于改善所述的光學(xué)特性(例如在照明時用短路電流測量)，然而一般地當(dāng)粗糙度提高時，所述電學(xué)特性(例如在照明時用開路電壓測量)降低。
沒有粗糙的表面而獲得光的散射可能分散太陽能電池的電學(xué)行為的光陷阱效應(yīng)?？梢砸赃@樣的方式取得一個增加的光效率而沒有電學(xué)功能的損害的不便，并同時取得一個從光能換成電能的更好的效率。
文獻(xiàn)WO 01/90 787 A1描述了一個散射光的薄覆蓋層，它很適合均勻地分散由一個光源發(fā)射的光。正如使用的情況，特別提到平板幕后照明，一些平板燈等。覆蓋層主要由與一種礦物的或有機(jī)的粘結(jié)劑聯(lián)系的顆粒組成，其直徑在0.3和2μm之間，此粘結(jié)劑占覆蓋層體積的從10％到40％。覆蓋層有一個大于40％的反差度衰減。它可以有一個大于45％甚至60％的光的透射率，特別是當(dāng)所述的顆粒本身由一些半透明的材料(礦物)組成時。顆粒的光折射率最好是大于粘結(jié)劑的折射率。
光的散射層厚度最好在1到20μm之間并以一種適當(dāng)?shù)姆椒ū怀练e在基片的表面上，例如用絲網(wǎng)漏印術(shù)，浸漬，表面浸蝕、濺射等方法。從本質(zhì)上它不是電導(dǎo)體，或不良導(dǎo)體(高歐姆電阻的)。不過，它仍以一種均勻的方式散射入射光以至于對每個觀測角來說被散射的光的強(qiáng)度跟投射表面成正比。用一些具有散射效果的摻雜，可以在一些限度之內(nèi)保持顆粒附聚，這些摻雜可能導(dǎo)致光的透射率在這層里的不受歡迎的干擾。
專利文獻(xiàn)EP 688 818 B1描述一些從顆粒和粘結(jié)劑出發(fā)的制備，它們同樣適合光的散射使用，例如在一些發(fā)光二極管里。
文獻(xiàn)WO 2004/005 978 A1描述上述類型的光的散射層的一種應(yīng)用，它們與絕緣層或電磁輻射的衰減層組合，它的表面電阻每單位面積相對地高出100Ω這個層可以重新包含TCO(一種透明導(dǎo)電氧化物)或由TCO組成，光的散射層首先被沉積在一個基片上，然后在這個散射層上沉積電磁絕緣層。一種這樣結(jié)合的現(xiàn)場是在液晶屏幕里光的散射層的應(yīng)用，這種液晶屏幕由后部被照射，在這些屏幕里，電磁絕緣應(yīng)該抵制位于在液晶基板后面的光源的干擾影響。
本發(fā)明所基于的技術(shù)問題在于在一些光電太陽能電池里或一些光電太陽能模塊里改善光的散射而與表面粗糙度無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，這個問題通過具有光的散射或反射性質(zhì)的至少一層的使用被解決，特別是一個由反射光的顆粒組成的層，這些顆粒與一種礦物的或有機(jī)的粘結(jié)劑聯(lián)系，此層連接著在入射光線行程里的至少一個電極。
從屬權(quán)利要求的特點(diǎn)表現(xiàn)了本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施方式。
光的利用的一項(xiàng)重要改進(jìn)在光電太陽能電池和模塊中獲得當(dāng)把上面提起的類型的光的散射層和/或反射層與太陽能電池的層表面之一結(jié)合時，這個層表面被光穿過或被擊中。以本描述的看法，作為吸收層，不僅關(guān)注所述的結(jié)晶硅或非晶硅而且還有一些硅晶片吸收層，以及另外具有光電作用的一些薄膜，例如CIS，CdTe和一些可比較的材料。
更通常地(在以硅晶片為基礎(chǔ)的一個太陽能電池的情況下如同在本文中再后面將出現(xiàn)的)光散射層和/或反射層是與位于光的入射面的對面上的后部或下部的反射電極結(jié)合的。用光散射層在這里的意思是一個除了它的散射效應(yīng)之外，同樣能反射光的層。
可以安置光散射層在基片和上部電極之間，在上部電極和吸收層之間也或者在上部電極的前面，也或者在上部電極的至少兩個層之間，當(dāng)它有一個高的光的透射率時，當(dāng)這個上部電極由多個透明的部分層組成的時候(例如由電介質(zhì)，金屬層，電介質(zhì))，在所述的層的不同物質(zhì)彼此可兼容和一個良好的粘連可以得到保證時的情況下。
尤其是根據(jù)本發(fā)明更喜歡把位于光的入射面對面的下部電極與光的這個散射層相結(jié)合。這將總是有用的，如果入射光至少部分地穿過吸收層。用晶片吸收層也是這種情況而這對所述的更薄的晶片來說。簡單地說，光穿過吸收層(部分地)，當(dāng)垂直于光的入射方向這個吸收層的物質(zhì)自身的厚度，小于光的吸收長度時，對于位于形成這個吸收層的或包含在這個吸收層里的半導(dǎo)體的能帶邊緣的上面的一個波長來說。
根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方式，光散射層被安置在一個與吸收層相連接的下部電極的透明層(TCO)和最終金屬電極層之間。在這種情況之下，然而應(yīng)該保證它繼續(xù)在那里有一個良好的電接觸借助于在那兩個電極層之間的光散射層(具有高歐姆電阻)。
也可以想像在吸收層的兩邊有一個和光的一些散射層一起的太陽能電池的“雙”加固。
光散射層以自身連續(xù)的方式包含一些顆粒和一些粘結(jié)劑。優(yōu)選是，這些顆粒是透明的或半透明的，為了保持在光散射層里光的穿透率盡可能高。這些顆?？赡苡绕涫且恍┑V物顆粒例如一些氧化物，一些氮化物或一些碳化物。
以更為人所喜歡的方式，為了制造一些顆粒使用一些金屬氧化物，例如硅，鋁，鋯，鈦和鈰。如有必要，所述的顆?？梢酝瑯佑芍辽龠@些氧化物中兩種的混合物組成。
這樣的一些顆粒可以通過內(nèi)行人所熟知的所有制造方法被取得。顆粒都有一種優(yōu)選的粒度分布，根據(jù)這個粒度分布，至少有50％的顆粒不離開平均顆粒粗度的50％以上并且它們因此是相對均質(zhì)的。
在充足溫度下粘結(jié)劑應(yīng)該具有穩(wěn)定性，以便能夠無損害地抗拒高溫當(dāng)在很強(qiáng)的太陽輻射情況下高溫持續(xù)在所述的太陽能電池里時。在這一點(diǎn)上一種礦物粘結(jié)劑可能是有好處的，例如硅酸鉀，硅酸鈉或硅酸鋰類型的或磷酸鋁類型的。
另一方面，在本應(yīng)用情況下，光的散色層沒有被暴露在外界影響下(極壞的天氣，磨損或海蝕)以便它的機(jī)械穩(wěn)定性只由一個優(yōu)勢標(biāo)準(zhǔn)所構(gòu)成就是材料的選擇。于是也可以使用一種在溫度下足夠穩(wěn)定的有機(jī)粘結(jié)劑，例如乙烯基多元醇聚合物，熱固性樹脂，丙烯酸酯等類型。
適合于這里所考慮的應(yīng)用的光散射層的其它一些重要性質(zhì)可以在引言里提及的文獻(xiàn)WO 01/90 787 A1里被找到，其透露內(nèi)容已經(jīng)在引言里部分地被重現(xiàn)了，至于所述的層的性質(zhì)這里以明確的方式被包括在內(nèi)了。
在一個太陽能電池的一個后向反射器里描述的光散射層的使用的情況下，光量(它還能夠穿過光散射層)被位于其后的金屬層反射并重新經(jīng)受一次光的散射。
由于光的折射層的天然多孔度，在光散射層上安放的金屬和位于光散射層下面的TCO(透明導(dǎo)電氧化物)層之間的一個足夠良好的電接觸經(jīng)過具有高歐姆電阻的光散射層得到了保證。已能實(shí)驗(yàn)地驗(yàn)證在所述的電極層之間的有效過渡電阻是可忽略的。
鑒于可以相反地使所述的硬的基片的或所述的表面電極的表面粗糙度減弱或甚至消失而不嚴(yán)重的減小光的散射效率，這就本質(zhì)上已經(jīng)導(dǎo)致太陽能電池的電性質(zhì)的一個明顯的改進(jìn)，這使更多地補(bǔ)償了下部電極的所述的層之間過渡電阻的偶然輕微地提高。
這單獨(dú)分開，當(dāng)然可以把基片裝在一個結(jié)構(gòu)的光的入射面上或一個散射光的表面覆蓋層的光的入射面上和/或減弱入射光的反射的一個表面覆蓋層或一個結(jié)構(gòu)的光的入射面上。為了太陽能應(yīng)用一些合適的玻璃已經(jīng)被安置者制造出來多個年了，并在市場上是備用的，以《ALBARINO》為商業(yè)品牌。
當(dāng)從根據(jù)本發(fā)明裝配的太陽能電池出發(fā)象平常一樣造一個或多個太陽能模塊，它由彼此串聯(lián)地電連接而成的太陽能電池組成而層結(jié)構(gòu)可以首先用在模塊的整個表面上光的折射層被產(chǎn)生，以便用常用的方法然后再分成個體太陽能電池。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明追求硅晶片太陽能電池的使用，為此，在一般情況下放棄在后部或下部電極上使用一層TCO(透明導(dǎo)電氧化物)。在這種情況下，在基片(它可以起到吸收劑的作用)和金屬層之間的接觸被直接建立起來。在半導(dǎo)體和金屬之間的接觸表面然而具有一個很高的復(fù)合的活性，也就是說為了產(chǎn)生電流通過光的入射在硅里產(chǎn)生的電子-空穴對的少數(shù)載流子以一個很大的幾率消失在金屬-半導(dǎo)體界面上(表面復(fù)合)。當(dāng)硅晶片分別地作為吸收劑或基片越薄的時候，這種效應(yīng)就越明顯。由此導(dǎo)致太陽能電池的無載電壓(開路電壓)以一種不受歡迎的方式下降，另一方面也降低由光產(chǎn)生的電流(短路的)。
隨著朝晶片吸收器厚度的越來越薄的趨勢分別地保證太陽能電池的后面的良好的電子質(zhì)量，和用一種適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄊ购蟊砻驸g化因此越來越重要，這樣處理之后由光產(chǎn)生的電子-空穴對不再能夠復(fù)合得過于快。這是有效的不管晶片被添加p還是n這樣的事實(shí)。
在一些高效太陽能電池里在吸收器和金屬層之間的接觸因此被減到最小，對于電流的傳導(dǎo)是必要的(例如在所述的被稱作點(diǎn)接觸太陽能電池，所述的被稱作PERL結(jié)構(gòu)，PERC結(jié)構(gòu)，P01kadot等結(jié)構(gòu)的太陽能電池)。
太陽能電池效率被改善通過在晶片和金屬電極層之間沉積一被稱作鈍化層(通常是二氧化硅覆蓋層或硅的氮化物覆蓋層)，這個鈍化層在為了與金屬有一個希望的接觸的所述的地方或點(diǎn)上被中斷。這個可以通過在層的沉積之前局部的掩模技術(shù)來取得，或也可以通過首先是完全層面的以后的局部除去技術(shù)來取得(光刻結(jié)構(gòu)化或激光去除法)。
可以不進(jìn)行鈍化層的上述的中斷實(shí)施在后部或下部電極的沉放之前(可能帶來費(fèi)用減少)。
也可以在后部的或下部的電極的整個表面上沉積之后，或許在一次鈍化上，在晶片整個表面上的一個鈍化層上在后部或下部電極和晶片之間通過激光束處理或“轟炸”產(chǎn)生一些點(diǎn)接觸這樣的接觸穿過一個已存的鈍化。
取消一層結(jié)構(gòu)化的另一種可能性在于使用一些金屬，特別是鋁作為后部或下部電極的金屬層的元素，它們穿過鈍化層(二氧化硅)以一種針的形式唯一地在幾個地點(diǎn)通過前面方法的一種適合的管道(例如熱處理)。半導(dǎo)體(硅)只在這些地方被接觸。
后部或下部電極的金屬本身可以通過簡單的電接觸在半導(dǎo)體里產(chǎn)生一種激活物，根據(jù)金屬情況這種激活物是n類型的或p類型的。
后來，評議鋁的性能具有摻雜p，而一些類似的條件適合所述的具有摻雜n的金屬。如果鋁倚靠在p類型的一種材料上當(dāng)穿過鈍化層時(讓我們假設(shè)只在表面上)，因此可能局部地出現(xiàn)由于鋁的一種p類型的摻雜和因此(一個)局部地“后面表面場”(背面表面場-BSF)可以被產(chǎn)生在半導(dǎo)體與鋁的接觸的界面上。
如果鋁倚靠在一個n類型材料上當(dāng)穿過鈍化層時(假設(shè)僅在表面上)，n型摻雜可以在這里被局部地過度補(bǔ)償。這導(dǎo)致兩種主要的可能性。
一方面，可能形成一些局部的p-n躍遷朝著一個n型半導(dǎo)體，或者形成具有p型摻雜的材料一個局部有限的管道，它穿過一個n型摻雜的表面在鋁和具有p型摻雜的半導(dǎo)體物體之間帶來一個p型直接聯(lián)系。
不用分離的鈍化層也可以在“x”型摻雜的半導(dǎo)體上用一個“y”型摻雜的表面形成一個表面鈍化，它因此可以被一個“x”型摻雜金屬穿過用上面描述過的所述的效應(yīng)。在這里x和y分別地代替p或n。
通過直接接觸的或在金屬和半導(dǎo)體之間建立直接接觸的描述的嚴(yán)格局部的限制，那種不受歡迎的快速復(fù)合相對于一個整個表面接觸被大大地減小。
文獻(xiàn)WO 01/86 732 A1描述一種方法以便制造一個電極在一個半導(dǎo)體表面上的接觸。首先氧化一個結(jié)晶硅表面，以便然后在氧化層(不導(dǎo)電的)上沉積一層鋁作為后部或下部電極。然后，在鋁層上沉積一非晶硅層。通過把這個結(jié)構(gòu)加熱到一些溫度低于鋁的和硅的共晶溫度，氧化層被局部地縮減在所述的其質(zhì)量或密度更小的地方。
由此導(dǎo)致避免在與鋁層的界面上硅半導(dǎo)體的過大的復(fù)合借助于中間的氧化層，(而僅僅部分地被穿過)(因此，電池的開路電壓升高)但同時，保證一個充分的電接觸為了在晶片與后部或下部電極之間電流提取通過一些幾乎是點(diǎn)的空穴或一些穿過氧化物的隧道。
光在太陽能電池里的使用的改進(jìn)的解決辦法的接近在于一方面減小光在外部表面上的反射。為此，一方面通過在表面上沉積一些抗反射覆蓋層和/或通過形成一些微結(jié)構(gòu)使所述的表面變得抗反射的在光的入射面上這是人所共知的。上述的所述的微結(jié)構(gòu)也能夠折射光并引導(dǎo)光以平角或甚至是彌漫地到所述的吸收劑層里。通過這些措施，試圖提高每條光線在基片層的內(nèi)部經(jīng)過的路程長度。
用表面這個術(shù)語意思是說上述既是一個晶片的表面又是在這個表面上沉積的透明覆蓋層的表面。
最后，為了同平均的穿透深度相比在一個薄的太陽能電池里有一個光的良好使用率穿過吸收器的光也應(yīng)該在后部面上被反射。象平面鏡那樣，可以使用所述的金屬電極，通常把它們安放在太陽能電池的平面上，此平面位于光的入射的對面。
經(jīng)常緊靠在所述的常規(guī)的太陽能電池里的整個表面上并且在高溫下通常由漫射形成的鋁的后部接觸，然而只有一個弱的反射效應(yīng)。
在具有硅晶片的一些光電太陽能電池里光的使用的一項(xiàng)重要改進(jìn)通過在吸收器和后部或下部電極之間安放一個上面討論過的類型的光的散射和/或反射層而取得的。換句話說，光散射層與位于光的入射面的對面的反射的后部電極一起被組合。用“光散射層”這個術(shù)語這里應(yīng)該意思是一個層除了它的散射效應(yīng)以外它同時也反射光。
在太陽能電池的一個后部反射器里面或上面這樣描述的光散射層的使用的情況下，在穿過吸收器之后還到達(dá)光散射層上的光量，或者被這個散射層直接地反射或者被位于它后面的金屬層反射并在重新回到吸收器里之前，在這種情況下每一次都受到一次漫射的散射。
這將總是有用的，當(dāng)入射光至少部分地穿過吸收器時，越來越多的情況是用更薄的晶片的情況。簡單地說，光穿過吸收器(部分地)，當(dāng)這個吸收器的材料厚度，垂直于光的入射方向，小于光的吸收長度對于形成吸收器的或包含在吸收器里的半導(dǎo)體的能帶邊緣之上的一個波長來說，或者至少不再長于吸收長度在光的一個主要部分還仍然穿過吸收器，并達(dá)到電池的后部面的范圍內(nèi)。
在這種情況下，然而應(yīng)該保證一個電接觸，此電接觸通過在吸收器和后部或下部電極之間的光散射層(或許具有高的歐姆電阻)保證存在電流的傳導(dǎo)。這可以例如通過上面已被討論的，關(guān)于穿過一個鈍化層建立點(diǎn)接觸的措施而被取得。
借助于一些過程參數(shù)在進(jìn)行沉積時可以在一些寬的范圍里調(diào)節(jié)光散射層的多孔度?？梢杂脤?shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證經(jīng)過光的散射中介層的從一個金屬層到另一個材料的有效過渡電阻是可以忽略不計(jì)的。因此，已能得到金屬和吸收層透過光散射層的一個足夠良好的電接觸，此電接觸當(dāng)后部或下部金屬電極安放在光散射層上面時就已經(jīng)被安置(并與一定的多孔度一起產(chǎn)生的)。
磷擴(kuò)散是為了分別地在光的入射面上，和在晶片式太陽能電池前的電極上制造發(fā)射器的多個可能的程序階段之一。例如，光散射層，和在這個散射層上的金屬層，特別是一個鋁層被根據(jù)本發(fā)明安置在一個硅晶片的后部面上，此硅晶片上用磷為n型摻雜，或許在周圍或在它的后部表面上。當(dāng)金屬層已被安放時(例如一個鋁層)，金屬在幾個地方局部地穿過部分地有孔的光散射層，并因此創(chuàng)建與半導(dǎo)體的點(diǎn)接觸。用一種適合的熱處理技術(shù)，鋁擴(kuò)散到硅晶片的表面里，并因此取得上面所描述的接觸效應(yīng)(這里包括可能出現(xiàn)穿過鈍化層的情況除了光散射層之外)。
由此導(dǎo)致在吸收器和光散射層之間的界面里有一個可以用沉積參數(shù)調(diào)節(jié)的點(diǎn)接觸。相反，考慮到大表面在吸收器和后部或下部金屬電極之間表面的絕緣或鈍化被光散射層保存。一些特別的措施(光刻，激光，掩模技術(shù))因此可以同樣被取消當(dāng)根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用光的散射和/或反射層時。
因此，通過散射層與鈍化層(例如二氧化硅SiO2)的結(jié)合，為了中斷鈍化層可以省去分離的程序階段，因?yàn)橛捎谑褂靡环N熱處理技術(shù)，金屬多處穿過鈍化層并跟硅層接觸經(jīng)過用鋁添加的所述的點(diǎn)區(qū)。
除了由于光線的散射和反射比例增多光的效率增加的優(yōu)點(diǎn)之外，從光散射層的沉積參數(shù)的變化中產(chǎn)生以適合的方式分別地調(diào)節(jié)它的多孔度、頻率在金屬層和吸收器之間的點(diǎn)接觸的分布，以及影響和改善太陽能電池的后部面的電性能的補(bǔ)充的可能性。相反，根據(jù)文獻(xiàn)WO01/86 732 A1已經(jīng)引證的，接觸點(diǎn)的密度應(yīng)該按照鈍化氧化物的性質(zhì)被控制。然而根據(jù)本發(fā)明，由于在金屬層和硅晶片之間光散射層的可調(diào)節(jié)的多孔度，存在控制接觸表面(接觸點(diǎn)的數(shù)目)的可能性而與氧化物的性質(zhì)無關(guān)的。氧化物的性質(zhì)因此只能在表面的鈍化的性質(zhì)的選擇里被最佳化。
如同其它的決定性優(yōu)點(diǎn)那樣，本發(fā)明利用金屬和硅晶片之間的部分地多孔層的光散射性質(zhì)，入射光的吸收和因此所產(chǎn)生的電量都被光路長度的延長和光陷阱效應(yīng)所激勵。
因此同樣可以在光的入射面上沉積一個光散射層，如果它具有光的高穿透率。因此可以把它安放在前面電極的上方或在前面電極和吸收器之間。
為了制造上面討論過的類型的太陽能電池(即硅晶片的)可以執(zhí)行以下的程序作為原料，使用P型硅晶片。用磷擴(kuò)散技術(shù)，在晶片的前面上(至少)產(chǎn)生一個n型表面(作為施至)。磷擴(kuò)散通常作用在晶片的兩個面上因?yàn)楸趁鏇]有被掩蓋上。
在這個背面上，因此安放一個光散射層并在此散射層上安置一個鋁層，此鋁層起到后部或下部金屬電極的職能。在程序的這個階段里，鋁局部地在某些地方已經(jīng)穿過光的部分地多孔的散射層并在所述的地方接觸到硅晶片。中間產(chǎn)品被加熱。由于鋁的滲透穿過二氧化硅和鋁在晶片里的擴(kuò)散這些眾所周知的現(xiàn)象，可能出現(xiàn)在晶片的后表面上的磷的n型摻雜在這里被部分鋁過渡補(bǔ)償，也就是說背面重新是具有p型摻雜(如同磷擴(kuò)散之前)局部地和點(diǎn)狀地在表面上。
用這樣的方式，因此在后部接觸的沉積之前有“不多于”一個n型表面，因此可以使用這個表面象在上面描述過的那樣，以便與光散射層結(jié)合取得一個具有點(diǎn)接觸的被很好鈍化的后部面，另一方面光散射和反射光線。
如果沒有這種后部面的n型表面摻雜，可以同樣地使用一種鈍化層，例如用SiOx，被鋁以點(diǎn)的方式獨(dú)特地穿過。這同樣是有效的對于緊緊貼靠在整個表面上的一種p型表面摻雜來說，本質(zhì)上它肯定已經(jīng)通過已經(jīng)提及的“后部表面場”的形成產(chǎn)生一個確定的鈍化層，但它在質(zhì)量上是明顯更好的，當(dāng)與金屬的接觸被限制在一些小的表面上時。
本發(fā)明的一個自然的擴(kuò)展方式是本發(fā)明同樣可應(yīng)用在一些更昂貴的太陽能電池結(jié)構(gòu)上，這種結(jié)構(gòu)在后部面上既有p型區(qū)域又有n型區(qū)域，并且這些區(qū)域各有例如彼此齒合的梳形接觸。
本發(fā)明主題的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)通過多個的實(shí)現(xiàn)例子的圖以及下邊的它們的細(xì)節(jié)描述顯示出來。
在這些圖里是一些沒有特別的比例尺的簡化的表示。


圖1表現(xiàn)一個太陽能電池的一個剖面示意圖，在此圖中，一個光散射層被安置在下部電極的兩層之間；圖2表明太陽能電池的第一實(shí)現(xiàn)形式，其細(xì)節(jié)被放大了；圖3表明類似圖2的一個第二實(shí)現(xiàn)形式，然而在這里平板電極的表面粗糙度被減弱了。
圖4是一個硅晶片太陽能電池的部分剖面示意圖，在此，一個光散射層被安置在表面上具有n型摻雜的吸收器和后部或下部電極之間；圖5是一個硅晶片太陽能電池的部分剖面示意圖，在此，一個光散射層被安置在一個鈍化層和后部或下部電極之間；圖6表現(xiàn)類似圖5的一個被放大細(xì)節(jié)的圖，在此，指出了在后部電極和吸收器之間一條光線的折射；圖7和圖8是在本發(fā)明的所述的實(shí)現(xiàn)方式里被使用的吸收層在掃描電子顯微鏡(MEB)下拍攝下來的照片。
根據(jù)圖1，太陽能電池(1)在原理結(jié)構(gòu)中包括一個基片(2)(玻璃的或塑料的)，一個上部電極或透明平板(3)它被安置在基片上，用一種導(dǎo)電氧化物或用另一種材料或適合的層系統(tǒng)(為了簡化而被表示成一個唯一的均質(zhì)層)制成，一個吸收層(4)，它是由具有光電活性的一種材料制成的，例如非晶硅或多晶硅，如果有必要也可由例如CIS或CdTe的一個薄膜制成，還包括一個用透明的TCO層(5.1)和一個金屬層(5.2)制成的下部電極(5)。在(5.1)和(5.2)兩層之間安置一個光散射層(5.3)。分別轉(zhuǎn)向吸收層的TCO(3)層和(5.1)的面都是優(yōu)選相對粗糙的以便它們散射穿過它們的光(請看圖2)。
緊接在金屬層(5.2)背面的是一個中介層(6)和一個背面的覆蓋層(7)。中介層(6)用來把太陽能電池(1)的表面與它的基片一起粘合組裝到它在覆蓋層(7)上。用一種涂層樹脂或用熱塑性塑料薄板實(shí)現(xiàn)這些中介層是眾所周知的。這些中介層自然地應(yīng)該是與太陽能電池的所述的層在物理上和化學(xué)上每次都是兼容的。在太陽能電池的外部邊緣上，中介層(6)用一個邊緣配件(8)被緊密地封閉起來。邊緣配件緊貼在兩個堅(jiān)硬的玻璃片(2)(基片)和(7)(覆蓋層)上。
這兩片可以是玻璃制成的，或許是預(yù)應(yīng)力玻璃，或是塑料的，例如用聚碳酸酯制的；如有必要可以使用一個玻璃片，優(yōu)選地，透明基片(2)用玻璃而另一個用塑料。
這里個體玻璃片的厚度不能被規(guī)模地復(fù)制。但是中介層(6)明顯有規(guī)律地比所述的電極的分別的功能層(3至5)要更厚。這就是為什么用一個混合雙線指出中介層(6)的厚度的一部分被省略了。如指出的那樣下部電極(5)的金屬層(5.2)可以重新是比所述的其它功能層更厚的。
圖2的細(xì)節(jié)表明太陽能電池(1)的層布局的工作原理。一些跟圖1的零件相同的零件用跟在圖1里同樣的數(shù)字標(biāo)記來指出。又一次看見基片(2)與在它上面沉積的上部電極(3)在一起，為了簡化電極(3)被表示成一個均質(zhì)層。位于基片的對面并轉(zhuǎn)向吸收層的這個均質(zhì)層的表面是故意地被做得相對粗糙的。(這可以通過沉積參數(shù)的一種適合的調(diào)節(jié)充分地被調(diào)整，例如當(dāng)這樣的層的噴霧，緊隨清洗的噴霧或氣相沉積時(CVD，化學(xué)蒸發(fā)鍍膜)例如通過減小工作氣體的壓強(qiáng)或在噴霧情況下通過增加噴霧能量。)。
這是當(dāng)然的，在顯微鏡下觀察，甚至基片(2)(玻璃的)本身具有一定的粗糙度，而在這里被忽略了。但是有可能以適合的方式使用一個玻璃的表面結(jié)構(gòu)以便光的有效散射。
TCO電極層(5.1)跟在吸收層(4)的背面，它是同樣地用一定表面粗糙度實(shí)現(xiàn)的，然后，光散射層(5.3)和最后金屬層(5.2)。為了表明在金屬層(5.2)和TCO層(5.1)之間的直接電接觸，在這里劃了金屬層(5.2)的幾個“山峰”，它們穿過光散射層(5.3)。
當(dāng)在相對多孔的層(5.3)上沉積金屬層(5.2)時這些峰幾乎是自動形成的。換句話說，當(dāng)金屬層(5.2)在光散射層(5.3)上沉積時，金屬的一些原子團(tuán)滲透到層(5.3)的所述的孔里那樣地遠(yuǎn)以致于它們分別地保證實(shí)現(xiàn)與TCO層(5.1)的一個直接的電鍍接觸。這個過程同樣可以被層(5.3)的多孔度的一個適合的調(diào)節(jié)以及被為了金屬層(5.2)沉積參數(shù)的一個適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)來加強(qiáng)(工作氣體的更低的壓強(qiáng)，噴霧高能量)。
現(xiàn)在將借助于以圖解的觀點(diǎn)被大大簡化的一個例子更詳細(xì)地解釋光散射層的工作方式和在太陽能電池(1)里入射光的相伴的最好的使用。注意到下面的事是恰當(dāng)?shù)?。建立在描述基礎(chǔ)上的幾何光學(xué)在光的波長和表面結(jié)構(gòu)的尺寸之間這里討論的關(guān)系中純粹是典型的不再單獨(dú)適合一個正確的物理描述。對于一個精確的描述，考慮到干涉的缺點(diǎn)和附近的場合是恰當(dāng)?shù)摹５?，幾何光學(xué)很適合于一種直觀的描述以便理解被本發(fā)明利用的效應(yīng)的原理。
豎直地朝下穿過基片(2)和透明的上部電極(3)落到太陽能電池(1)里的一條光線L首先在上部電極(3)和吸收層(4)之間的界面(不均勻的)上被折射(分離的)并因此已經(jīng)在這個吸收層里被散射了。光的未被吸收的部分落在層(5.1)的粗糙表面上，在那里同樣部分地被散射并根據(jù)入射角的不同也部分地被反射。那樣穿過的部分然后達(dá)到光散射層(5.3)里，并在那里還被折射和散射和被金屬層(5.2)反射到層(5.3)里并重新被這層折射和散射。
總之，唯一的入射光線L就這樣被分成多個的光程，它們都擴(kuò)展在一個或大或小的長度上穿過吸收層(4)并因此以有意義的方式提高光的使用率。還應(yīng)恰當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)光線的描繪本身只作為光散射層的作用說明，并且只很有限的再現(xiàn)折射和反射的有效現(xiàn)象。
當(dāng)圖2出自太陽能電池一個類型時或出自以相當(dāng)約定的方式用電極的一些粗糙表面實(shí)現(xiàn)的一個層結(jié)構(gòu)時，為了表現(xiàn)本發(fā)明，圖3的同樣的細(xì)節(jié)表示一種變型?？吹缴喜侩姌O(3)還有下部電極的TCO層(5.1)現(xiàn)在都有一些光滑的表面(至少從宏觀角度看)。因此，它們不折射光線L，或者無論如何，比圖2中它們的等效物折射得弱一些。
這只是在光散射層(5.3)里進(jìn)入時，光線L才顯著地被折射和散射，在金屬層(5.2)上反射之后還在傳播。在這里同樣地由此導(dǎo)致主要地在吸收層(4)里光的較好的利用，這還伴隨在吸收層(4)和所述的電極之間的過渡區(qū)域(界面)里電性質(zhì)的改善。
根據(jù)圖4，一個太陽能電池(10)在原理結(jié)構(gòu)中包括一個硅晶片形式的吸收器(20)，其表面用適合的處理技術(shù)接受了一種n型表面摻雜，例如，用磷擴(kuò)散方法。這種從表面朝吸收器的晶片的內(nèi)部減少的摻雜用兩條線(30)以非常簡化的方式被表示，這兩條線是用點(diǎn)線沿著吸收器(20)的外部棱邊被劃的。與所描繪的相反摻雜不應(yīng)該也出現(xiàn)在側(cè)表面上。
位于圖中高處的吸收器(20)的面朝向入射光。為了簡化，沒有表示在P型硅晶片上的通常具有n型摻雜的一個晶片表面，此表面具有一個電極分別地在一個“發(fā)射器”之前。
直接地在吸收器(20)的背面上，位于光的入射面的對面，安置了一個光散射層(40)，在此層上，重新安置了一個金屬的后部或下部電極(50)以一個層的形式。這個后部或下部電極優(yōu)選是由鋁構(gòu)成的，或包含這種金屬，這種電極由于它的摻雜與硅的良好特性和它的穿過一個表面鈍化層的能力，例如二氧化硅的，表面鈍化層，在目前的使用情況尤其著名。
通過示意圖，又指出了在后部或下部電極(50)的下面一個有粘性的或中介的層(60)和一個支承板(70)。這個支承板由于自身而著名的方式被使用，為了安裝一個由多個太陽能電池(10)構(gòu)成的一個太陽能模塊，這些太陽能電池(10)是用并聯(lián)和/或串聯(lián)被電連接的。粘結(jié)層可以用一種涂層樹脂或用一些熱塑性塑料膠片制備而成，這種樹脂或這些熱塑性塑料膠片自然地應(yīng)該是與太陽能電池的鄰近的所述的成分物理和化學(xué)方面兼容的。必要時，也將自然地在太陽能電池的光的入射面上，預(yù)備一個覆蓋層，其光的透射應(yīng)該是盡可能高的。
光散射層(40)在這里起到作為平板絕緣體的作用在吸收器(20)和后部或下部電極(50)之間。這個后部或下部電極因此應(yīng)該因本身而著名的方式與吸收器(20)保持導(dǎo)電連接，至少是點(diǎn)狀地連接。用“點(diǎn)狀地”術(shù)語，在這里說的是一個擴(kuò)展到電極和晶片的整個表面上的接觸是由多個小的個體表面形成的。
“點(diǎn)狀”術(shù)語的這個定義也包括所述的結(jié)構(gòu)，它們好象點(diǎn)狀的，只是在橫截面上，象例如一些線性接觸區(qū)域。這些區(qū)域用后部或下部電極層(50)的凸出部分(5C)(或“峰”)的集合表示它們擴(kuò)展通過光的折射層(40)并顯示出一種想要的多孔度直到吸收器(20)的體內(nèi)。這些區(qū)域在某些情況下也穿過晶片的存在n型表面摻雜的一些區(qū)域。用非常簡化的描述，不能自然地得出結(jié)論對于分別地在這些凸起部分的橫截面上的實(shí)際結(jié)構(gòu)來說和對于它們的化學(xué)組成成分來說。
在圖5上表示的變型包括一個鈍化層(80)它以一個可透光的隱蔽層的形式存在于吸收器(20)和光散射層(40)之間，鈍化層(80)可以與根據(jù)圖4晶片的一個n型或P型(線(30))表面摻雜相結(jié)合，或者替換這個摻雜。鈍化層(80)優(yōu)選是用SiOx(硅的氧化物)或SiNx(硅的氮化物)制成的，或者包含這些硅的化合物。
各種不同層的厚度不能在這里的范圍內(nèi)被重現(xiàn)。
根據(jù)圖5的例子不管怎樣，以對應(yīng)于圖4的方式分別地在后部或下部電極(50)和在吸收器(20)上的晶片之間重新有一個如同上面定義的點(diǎn)狀接觸。這些顯然地不僅擴(kuò)展穿過光散射層(40)，而且也穿過鈍化層(80)。
圖6的細(xì)節(jié)還說明根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池(10)的層結(jié)構(gòu)的工作原理。跟圖4的成分相同的一些成分帶有同樣的數(shù)字標(biāo)記。重新看到晶片(20)與沉積在背面上的所述的層(80)，(40)和(50)。
借助于一個非常簡化的圖示的例子，詳細(xì)解釋光散射層的工作方式和入射光滲透到太陽能電池(10)里被改善的使用。在這種情況下將注意到對于在波長和表面結(jié)構(gòu)的大小之間這里討論過的關(guān)系來說建立在這個自愿典型的描述基礎(chǔ)上的幾何光學(xué)不再適合它本身了為了一個正確的物理描述。為了正確描述一些干涉效應(yīng)和一些近場效應(yīng)應(yīng)該被考慮。然而，幾何光學(xué)對于一個直觀描述來說是合適的以便在原則上理解被本發(fā)明使用的所述的效應(yīng)。
在一條光線L由上方豎直地落下還穿過吸收器(20)的范圍內(nèi)，這條光線可能首先在吸收器(20)和鈍化層(80)之間的界面(非平面的)上被折射(被分散，被散射)和部分地被反射并且因此已經(jīng)重新在這個鈍化層(為了簡化這里未被表示出來)里被散射。
在光線的上述界面上的還沒有被吸收和被反射的部分落在光散射層(40)的表面上并在那里也被部分地散射和部分地被反射，根據(jù)入射角和微觀位置的不同。但為了簡化起見沒有表示出在散射層(40)上反射的光量。
已經(jīng)穿過的部分遭受多個的反射和因此不是在硅晶片中受到后向散射，就是然后還到達(dá)朝向金屬層(50)的界面里，這個金屬層把這部分重新反射到光散射層(40)里。由于光散射層(40)不吸收或只吸收很少的光，光的這些部分被重新反射到太陽能電池(10)的吸收器(20)里。
總之，個別光線L被分成多個的光程，它們都在一個或大或小的長度上伸展到吸收器(20)里，并因此明顯地提高光的使用率。又一次注意下面情況是適合的光線的描繪本身只用來解釋光散射層的效應(yīng)并且它只有限地再現(xiàn)折射和反射的實(shí)際現(xiàn)象。
如同這出現(xiàn)在圖7和圖8上那樣，看來具有光散射性質(zhì)和/或反射性質(zhì)的層(4，40)由于它的有利于光的散射和反射的性質(zhì)而被使用，另外它還是多孔的。
由于這種開放的多孔度，發(fā)明人已經(jīng)能夠展示出在多孔網(wǎng)的內(nèi)部的空隙使得能在這個層的內(nèi)部建立電接觸，盡管構(gòu)成這層的材料本質(zhì)上是不導(dǎo)電的，并沒有受過后處理(激光輻射處理，腐蝕...)。在一些更好的獲取這樣層的條件下，(結(jié)構(gòu)粒度選擇，粘合劑的選擇，顆粒的選擇)因此多孔網(wǎng)在建立與鄰近的層(一些導(dǎo)電層和/或摻摻雜的基片)的電接觸上具有一些最理想的特點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，它追求的是在一種粘合劑里被凝聚的顆粒構(gòu)成的光的散射和/或反射層的使用，所述的顆粒的平均直徑為0.3到2微米，至于粘合劑的比例按體積計(jì)算在10％到40％之間，所述的顆粒形成一些聚合體，其大小在0.5到20微米之間、而優(yōu)選是小于5微米，該層使反差減弱40％以上，對于一些光電太陽能電池來說，這種層具有一定的多孔度，并被安置在一個電極層和吸收層之間，或在電極的兩個局部層之間，而在光散射層的兩側(cè)的所述的導(dǎo)電層之間的電接觸是通過這個散射層的多孔度實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.光電太陽能電池(1，10)，包括一個上部電極(3，30)、一個具有光散射和/或反射性質(zhì)的層(4，40)、一個下部電極(5，50)，其特征在于，所述的層(4，40)位于上部電極(3，30)和下部電極(5，50)之間。
2.實(shí)施如權(quán)利要求1所述的使用的光電太陽能電池(1)，包括一個透明的上部電極(3)、一個具有光散射和/或反射性質(zhì)的層(4)、一個下部電極(5)以及用于在吸收層里散射入射光的單元，其特征在于，至少一個具有光散射性質(zhì)的層(5.3)，特別是一個包括反射光的顆粒的層，此層與一種礦物或有機(jī)粘合劑接合，位于入射光光程里所述電極(3，5)至少之一的后面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的太陽能電池，帶有一個透明的基片(2)，在這個基片里，一個散射層(5.3)具有不小于60％的的高的光透射率，所述散射層(5.3)被安置在基片(2)和上部電極(3)之間或在上部電極(3)和吸收層(4)之間，或在至少上部電極(3)的兩層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的太陽能電池，其特征在于，一個光散射層(5.3)被沉積在下部電極(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中之一的太陽能電池，其特征在于，所述光散射層(5.3)被包含在下部電極(5)的至少兩層(5.1，5.2)之間，其中位于吸收層(4)和光散射層(5.3)之間的層(5.1)是透明的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的太陽能電池，其下部電極(5)包括至少一個位于吸收層(4)后面的透明的TCO層(5.1)和一個金屬層(5.2)，這個金屬層特別地反射入射到其上的入射光。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的太陽能電池，其特征在于，通過光散射層(5.3)，特別是通過這個層的一些孔，形成在下部電極(5)的至少兩局部層(5.1，5.2)之間的直接電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2到7中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，反射光的層(5.3)包含一些氧化物的，氮化物的或碳化物的半透明礦物顆粒，特別是顆粒大小為0.1到3微米之間的顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到8中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，反射光的層(5.3)包含一種有機(jī)的或礦物的粘合劑，該粘合劑體積比為10％到40％。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的太陽能電池，其特征在于，顆粒的光折射率大于粘合劑的折射率。
11.根據(jù)權(quán)利要求2到10中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，光的折射層(5.3)，對于厚度為1到20微米的層來說其透光率大于45％，尤其是大于65％。
12.根據(jù)權(quán)利要求2到11中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，光的折射層(5.3)還包含一些阻止顆粒凝聚的散射成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求2到12中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，太陽能電池電極中的至少之一或其電極(3，5.1)中的一個局部層被安置到一系列層上，伴隨著它的拼接表面所增加的粗糙度。
14.根據(jù)權(quán)利要求2到13中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，所述透明基片(2)在光的入射面上設(shè)置有一個散射光的表面的結(jié)構(gòu)或覆蓋層和/或一個減少光反射的覆蓋層。
15.根據(jù)權(quán)利要求2到14中任何一項(xiàng)的太陽能電池，帶有一個由結(jié)晶硅或非晶硅或包含有這樣成份的材料組成的吸收層。
16.根據(jù)權(quán)利要求2到14中任何一項(xiàng)的太陽能電池，帶有一個由一個薄膜系統(tǒng)組成的吸收層，特別是CIS的或CdTe膜，或包含有這些物質(zhì)的薄膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求2到14中的任何一項(xiàng)的太陽能電池，帶有一個由一個硅晶片組成的吸收層或含有這樣的硅晶片的吸收層。
18.實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求所述的使用的硅晶片的光電太陽能電池(10)，帶有一個上部電極(30)、一個吸收器(20)和一個金屬的下部電極(50)以及一些為了在吸收器(20)里散射或反射入射光的單元，其特征在于，至少朝向下部電極(50)的晶片表面是被摻雜和/或被一個分離層鈍化的，它在吸收器(20)和下部電極(50)之間設(shè)置有至少一個具有光的散射和/或反射性質(zhì)的層(40)，在此層中在下部電極(50)和吸收器(20)之間的至少一些局部的電接觸(5C)穿過此層(40)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的太陽能電池，其特征在于，所述的局部電接觸經(jīng)過一些呈現(xiàn)的孔或經(jīng)過在光散射層(40)層中形成的通道擴(kuò)展到該光散射層(40)里。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的太陽能電池，其特征在于，向著金屬下部電極(50)的，添加有n型或P型摻雜的硅組成的吸收器(20)的至少表面分別被鈍化，或者被一個n型摻雜鈍化，或者被一個P型摻雜鈍化和/或被一個例如二氧化硅的或氮化硅的鈍化層，或者被一個包括這樣物質(zhì)的層鈍化以便使表面復(fù)合減到最小。
21.根據(jù)權(quán)利要求18到20中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其光的散射和/或反射層(40)包含一些與一種礦物的或有機(jī)的粘合劑接合的反射光的顆粒。
22.根據(jù)權(quán)利要求18到21中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，光的散射和/或反射層(40)包含一些氧化物、氮化物或碳化物顆粒，特別是大小在0.1到3微米的顆粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求18到22中任何一項(xiàng)太陽能電池，其特征在于，光散射層(40)按照體積比為10％到40％包含一種有機(jī)的或礦物的粘合劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求21到23中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，所述顆粒的折射率與粘合劑的折射率不同。
25.根據(jù)權(quán)利要求18到24中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，在吸收器(20)的光的入射面上設(shè)置有一個帶有表面結(jié)構(gòu)的覆蓋層或一個光的散射覆蓋層和/或帶有減弱光的反射的覆蓋層。
26.根據(jù)權(quán)利要求18到25中任何一項(xiàng)的太陽能電池，其特征在于，另一個具有高的光透射率的光散射層被安置在吸收器(20)的光的入射面上。
27.具有根據(jù)權(quán)利要求2到26中任何一項(xiàng)的多個太陽能電池的彼此相互電連接的太陽能模塊，其中，這些太陽能電池特別地被固定在一個公共支撐結(jié)構(gòu)(7，70)上。
28.具有根據(jù)權(quán)利要求2到26中任何一項(xiàng)的多個太陽能電池的太陽能模塊，這些電池相互電連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的太陽能模塊，其中，光的散射或反射層形成了被所述的太陽能電池共同使用的一個電極層或者所述的太陽能電池被連接在一個這樣的電極層上。
30.針對根據(jù)權(quán)利要求1到26中任何一項(xiàng)的光電太陽能電池的、包含在粘合劑中凝聚的顆粒的光的散射和/或反射層的使用，這層具有一定的多孔度并被安置在一個電極層和吸收層之間，或在兩個電極局部層之間，并且光散射層兩邊的導(dǎo)電層之間的電接觸是經(jīng)過這個散射層的多孔進(jìn)行的。
全文摘要
光電太陽能電池(1)包括一個上部電極(3)，一個具有光散射和/或光反射性質(zhì)的層(4)，一個下部電極(5)，其特征在于上述的層(4)位于上部電極(3)和下部電極(5)之間。
文檔編號H01L31/0216GK101032033SQ200580022681
公開日2007年9月5日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者N·-P·哈德, P·莫根森, U·布利斯克 申請人:法國圣戈班玻璃廠